模具創新與未來智造我國汽車車身覆蓋件模具的現狀及展望

■ 江蘇省宿遷市方圓機械有限公司總工程師 邱紹虎

即將過去的2014年，成為中國模具工業發展30年來重要的里程碑。我國模具工業已經發展成為2000億元產值、45億美元出口創匯的模具制造大國和模具貿易大國。

展望2015年，德國工業4.0席卷全球，智能制造、高速精密制造、微納制造、新材料應用、3D打印及數字化工廠等世界前沿科技發展勢不可擋。模具企業將如何順勢而為，盡快融入這股科技浪潮之中。

2015年第2期，《金屬加工》雜志主題策劃：“模具創新與未來智造”主題論壇。特邀模具企業的技術骨干，暢想模具制造中國夢，2015新思維、新起點，供業界參考。

策劃：盧燕明 張 麗

宏觀意義上來說，汽車模具是整個汽車上的零件模具的總稱，如注塑模具、沖壓模具和鍛造模具等。汽車覆蓋件是指構成汽車車身或駕駛室、覆蓋發動機和底盤的異形體表面和內部的汽車零件。汽車覆蓋件有引擎蓋板，車頂蓋，左、右車側圍，前、后車門，前、后、左、右翼子板，行李箱蓋板，發動機前支撐板，發動機前裙板，前框架，前翼子板，車輪擋泥板，后圍板，行李倉蓋，后圍上蓋板，頂蓋，前圍側板，前圍板，前圍上蓋板，前擋泥板及發動機罩等。汽車覆蓋件既是外觀裝飾性的零件，又是封閉薄殼狀的受力零件。覆蓋件表面上任何微小的缺陷都會在涂漆后引起光線的漫反射而損壞外形的美觀，因此覆蓋件表面不允許有波紋、皺折、邊緣拉痕和其他破壞表面美感的缺陷。這對模具的精度要求是相當高的。

現如今，隨著人們對事物認知水平的提高，用戶對模具的要求也是愈見苛刻，“高精度、優質量、低價格、交貨期短和使用壽命長”的汽車更能滿足用戶的要求，怎么樣在短時間內用最廉價的成本生產出最優質的產品，成了一大難題。

與其他發達國家相比，大多數國內的汽車行業在模具設計并制作的CAD/CAE/CAM技術應用不完善，沒有形成設計制作的一體化關聯。各企業并沒有在三維軟件應用方面，總結出一套真正意義上屬于企業各自的方案及思路，只能效仿國外的成功案例，摸著石頭過河。但是模具結構的差異性和唯一性，使得設計人員在面臨相同種類的模具設計時，往往必須按照同一設計流程將設計完成，從而模具設計的效率總是不盡人意。隨著不斷發展和進步的科學技術，并行工程、人工智能技術、參數化建模和關聯設計等眾多學科技術不斷與建模工業聯系起來。模具CAD/CAE/CAM不斷提升的專業化程度，初見端倪的CAD/CAE/CAM網絡一體化系統結構，吸引眼球的模具智能化技術，先進的制造技術均標志著新生的CAD/CAE/CAM系統朝著專業化、人工智能化、網絡化以及集成化等4個方面發展。

但是，國內的模具生產技術含量低，幾乎全部的高檔轎車模具以及精密沖裁模均依賴于進口。我國模具生產技術與國際先進水平的差距主要有：

（1）模具企業綜合實力弱、專業化程度不高。因為我國絕大多數汽車模具企業隸屬于各大汽車集團，害怕新車型的技術資料泄露，很大程度上限制了模具企業間的技術交流，從而影響到整個模具企業的技術發展和進步。模具生產企業全方位為汽車集團服務，從而難以形成屬于自己在某些方面的專業技能，其專業知識積累也很困難。

（2）計算機應用技術能力不足。即使各企業都擁有基本的大三維CAD/CAE/CAM軟件，但由于人員素質、習慣及設計效率等因素，當前的設計并不能實際意義地實現三維化，對三維化的探索、實踐經驗積累與實際要求更是天地差別。

（3）模具設計并制作的實際經驗、數據以及資料的積累量低，欠缺一個合理有效的累積措施。

我國要實現汽車車身覆蓋件模具不試模，一次成功裝模，很大程度上減少試模周期及制作成本，就必須研發一個相應的高效軟件平臺。多數企業能夠以UG為平臺，利用其中的相關模塊和二次開發功能，研發一個在UG汽車模具設計參數化框架的基礎上，整合建模的仿真技術，對其覆蓋件模具三維實體結構設計進行優化。